Cuando el vehículo de vuelo espacial humano de próxima generación de la NASA, Orion, despegue en su primer vuelo de prueba no tripulado a finales de este año, un experimento de radiación diseñado por los mejores estudiantes de secundaria estadounidenses se disparará y jugará un papel clave en la investigación de la mejor manera de salvaguardar la salud de los futuros astronautas de Estados Unidos A medida que se aventuran más en el espacio profundo que nunca antes, ¡más allá de la Luna a los asteroides, Marte y más allá!
El experimento de radiación diseñado por el estudiante fue la pieza central de un concurso de Exploration Design Challenge (EDC) de un año patrocinado por la NASA, el contratista principal de Orion Lockheed Martin y el Instituto Nacional de Aerospace, y estuvo abierto a equipos de escuelas secundarias de los EE. UU.
El diseño del experimento ganador provino de un equipo de cinco miembros de estudiantes de secundaria de la Escuela de Ciencia y Tecnología del Gobernador en Hampton, Virginia, y fue anunciado por el administrador de la NASA Charles Bolden en la inauguración del Festival de Ciencia e Ingeniería de EE. UU. 2014 celebrado en Washington , DC el 25 de abril.
El objetivo de la competencia EDC era construir y probar diseños para escudos para minimizar la exposición a la radiación y los efectos dañinos para la salud humana dentro de la nueva nave espacial Orion de la NASA programada para lanzarse a la órbita durante la misión de búsqueda de exploración Exploration Flight Test-1 (EFT-1) en diciembre de 2014 Ver foto del diseño del experimento aquí.
Durante el vuelo EFT-1, Orión volará a través del denso campo de radiación que rodea la Tierra en una capa protectora de iones cargados eléctricamente, conocido como el Cinturón Van Allen, que comienza a 600 millas sobre la Tierra.
Ningún ser humano ha volado a través del Cinturón Van Allen en más de 40 años desde la era de Apolo.
El equipo ARES de Hampton VA fue elegido de un grupo de cinco equipos finalistas anunciados en marzo de 2014.
"Este es un gran día para el Equipo ARES: han hecho un trabajo notable", dijo el administrador de la NASA Bolden.
“Realmente quiero felicitar a todos nuestros finalistas. Ustedes son ejemplos sobresalientes del poder de la innovación estadounidense. Su pasión por el descubrimiento y las ideas creativas que ha presentado nos han hecho pensar y nos han ayudado a analizar de nuevo un problema muy desafiante en nuestro camino a Marte ".
Dado que Orion EFT-1 subirá a una altitud de unas 3.600 millas, la misión ofrece a los científicos la oportunidad de comprender cómo mitigar el nivel de exposición a la radiación experimentado por las tripulaciones de astronautas que serán propulsadas a destinos en el espacio profundo a partir de este final. década.
Los equipos de estudiantes utilizaron una herramienta de simulación llamada OLTARIS, la herramienta en línea para la evaluación de la radiación en el espacio, utilizada por científicos e ingenieros de la NASA para estudiar los efectos de la radiación espacial en los materiales de protección, la electrónica y los sistemas biológicos.
Trabajando con mentores de la NASA y Lockheed Martin, cada equipo construyó prototipos y utilizó el programa OLTARIS para calcular cuán efectivos fueron sus diseños, usando varios materiales en diferentes espesores, para proteger contra la radiación en el cinturón inferior de Van Allen.
“El experimento es un diseño de Tesseract, un poco menos estructuralmente sólido que una esfera, ya que las tensiones se ubican lejos del cubo en las falanges. Los materiales y la distribución de los materiales dentro del tesseract se determinaron mediante investigación y simulación utilizando el programa OLTARIS ”, me dijo la portavoz de Lockheed Martin, Allison Rakes.
Los estudiantes realizaron una investigación para determinar qué materiales eran más efectivos en la protección contra la radiación para proteger un dosímetro alojado en el interior, un instrumento utilizado para medir la exposición a la radiación.
“Las opciones y grosores finales de material son (desde el exterior hasta el interior): tantalio (.0762 cm / .030 in), estaño (.1016 cm / .040 in), circonio (.0762 cm / .030 in), aluminio ( .0762 cm / .030 in) y Polietileno (9.398 cm / 3.70 in) ”, según Rakes.
Al finalizar el vuelo EFT-1, los estudiantes usarán la medición para determinar qué tan bien su diseño protegió el dosímetro.
Pero el primer equipo ARES necesita preparar su propuesta ganadora para el vuelo. Trabajarán con un equipo de integración de naves espaciales de la NASA y Lockheed Martin para que el diseño experimental sea aprobado, ensamblado e instalado en el módulo de la tripulación de Orion.
Todo el trabajo duro de los estudiantes dará sus frutos este diciembre cuando Lockheed Martin reciba al Equipo ARES en el Centro Espacial Kennedy en Florida para presenciar el despegue de su importante experimento dentro de Orión sobre el gigantesco refuerzo pesado Delta IV de tres cañones.
46 equipos de todo el país presentaron propuestas de experimentos de ingeniería al EDC con el objetivo de estimular a los estudiantes para que trabajen en un proyecto de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) que aborde uno de los peligros más importantes del vuelo espacial humano: la exposición a la radiación.
"El Exploration Design Challenge ya ha llegado a 127,000 estudiantes en todo el mundo, involucrándolos en desafíos de ingeniería del mundo real y encendiendo su imaginación sobre las infinitas posibilidades de descubrimiento espacial", dijo la presidenta y directora ejecutiva de Lockheed Martin, Marillyn Hewson.
El vuelo EFT-1 de dos órbitas y cuatro horas elevará la nave espacial Orion y su segunda etapa adjunta a una altitud orbital de 3.600 millas, aproximadamente 15 veces más alta que la Estación Espacial Internacional (ISS), y más lejos que cualquier nave espacial humana. viajó en 40 años.
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